分子动力学模拟高压下铁的相变

采用分子动力学(MD)方法,结合原子间多体势函数,模拟了bcc铁(α-Fe)在高压下向hcp铁(ε-Fe)转变的过程,并与实验数据进行了比较.系统的压强通过计算维里压强获得,并通过Berendsen方法进行调整和改变.还采用相同的原子间势模拟bcc和hcp两种不同结构的铁,对高压下铁相变的机制和相变压强进行直接的计算和模拟,以对采用的原子间势进行更严格的检验和修正.模拟计算得到超高压下(＞15 GPa)两种结构的P-V曲线图以及hcp铁的c/a值等相关结果,都与实验结果有较好的符合.而在较低压下(0～15 GPa)P-V关系中常用的铁的原子间势对bcc铁仍有很好的模拟效果,而对hcp铁则效果不是很理想.因此,铁的原子间势还有待进一步改进.     

KCaF3结构相变的分子动力学模拟

基于无调节参数的Ｇｏｒｄｏｎ－Ｋｉｍ势和一种检测离子运动的新技术,以ＫＣａＦ３的分子动力学模拟结果为例,对钙钛矿ＡＢＸ３的离子分子固体的结构相变作了探讨．包括对阱势、折叠结构、能垒、超离子态、稳定性骨架和离子分子集团ＢＸ６的“尺寸”和“形状”．以期对离子分子固体的结构相变有一个基本了解．     

相变传热相关问题的分子动力学模拟及研究

对相变传热过程中有关问题的分子动力学模拟进行了综述．通过对平衡分子动力学(EMD)、非平衡分子动力学(NEMD)模拟相变传热中各种问题的综合分析，讨论了目前在相变传热中有关分子动力学模拟的几个重要问题．     

超薄氩膜热传导的分子动力学模拟

采用基于经典理论的平衡态分子动力学(EMD))方法，在无量子化修正的条件下，计算了固态氩(Ar)在低于其Debye温度(92K)下的导热系数．温度在20K以上时，模拟结果和实验值吻合较好，说明固态Ar的量子化效应对其热传导性能影响不大，温度低于20K时，由于模拟区域对长波声子的裁剪作用使得模拟结果比实验值低．在此基础上，使用经典分子动力学基于三向、两向周期性边界条件的各向异性非平衡态薄膜模型，模拟了超薄Ar膜在40K的导热系数，2种模型给出了具有相同变化趋势的薄膜热传导特性曲线，即：随着膜厚的增加，导热系数增大，且模拟结果同模拟区域横截面大小无关．在相同条件下，2种模型得到的氩膜导热系数相差10％左右．     

超晶格薄膜热传导的分子动力学模拟

采用非平衡态分子动力学方法模拟了超晶格薄膜的热传导性能，并对其主要影响因素作了分析．模拟结果显示，周期长度固定的超晶格薄膜，界面热阻在总热阻中的比例和导热系数同周期数无关；当超晶格薄膜的膜厚不变时，导热系数将随着周期长度的增大而增大，但由于超晶格薄膜晶格常数的不匹配，使其内部发生明显的几何形变，这种变化关系也愈加复杂，同时周期长度的增加，平均界面热阻也随着增大，揭示了界面热阻不仅取决于界面层的物理条件，而且也与构成的介质内部形变有着重要关系．     

用分子动力学法数值模拟Ni-Al合金马氏体相变

Ni-Al合金由于它在强度和重量等方面独特的性能而成为重要的工业材料,并且被认为是弄清其他更复杂合金系统的模型。采用16×16×16体心结构的Ni50Al50晶格系统,在Al的位置上随机地用Ni原子取代12.5%的Al原子,利用分子动力学的数值方法,模拟了Ni-Al合金系统马氏体相变现象的发生过程,提供了马氏体相变转变过程中原子移动的微观细节。     

分子动力学模拟狭缝炭孔内的毛细相变现象

采用约束恒温NVT系综分子动力学方法模拟了乙烯在不同孔径狭缝炭孔内的相变现象，并通过临界指数率和中线定律外推了相应的相变临界点。乙烯分子间的相互作用采用Lennard—Jones模型，乙烯分子与炭孔墙的相互作用则采用l0—4—3模型。研究发现，狭缝炭孔内发生相变的真正原因是吸附内层局部密度的突变。由于狭缝炭孔墙的作用，孔内相变与体相中的汽液相变有很大差异，进而导致孔内相变的临界点与体相中汽液相变临界点有很大差异，又孔径越小，差异越大。     

冻结过程中相变界面移动及传热的计算机模拟

对冻结体划分网格并对网可靠节点进行了热平衡分析。由此提出了扩展边界节点的概念，并使用有限差分法，对所得的差分方程组进行了计算机求解及模拟。从而得到了一种有效的对冻结过程中的相变界面移动及传热进行研究分析的方法。     

马氏体相变中的孤立子

在马氏体相变过程中引入孤立子模型,进一步揭示马氏体相变过程的物理本质。通过将马氏体和母相之间的相界面看作为一个拓扑型的孤立波,借助Ｐｅｙｒａｒｄ的一维一性原子链孤立子模型,从相界面运动的Ｈａｍｉｌｔｏｎｉａｎ量出发,导出马氏体相界面运动的孤立子方程,求解该方程的孤立解,获得马氏体相界面能量与界面运动速度之间的关系,以及界面宽度随相变速率的变化规律。结果显示,随着界面运动速率的提高,马氏体和母相之间     

金刚石（100）表面dimer重构的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟（MDS）研究了金刚石（100）表面的重构特性．模拟中采用Brenner导出的多体参数化势模拟系统特性,并采用Langevin分子动力学方法模拟系统的退火过程．结果表明,对dimer重构的金刚石（100）表面进行弛豫,得到稳定的C（100）-（2×1）重构基态结构．该结构为对称dimer结构,其中dimer键长1．38A,计算得到的重构能为-3．02eV／dimer,与ab initio方法计算结果及实验结果都符合较好．     

非晶态Cu-Ni合金的分子动力学模拟

采用Quantum Sutton-Chen势对Cu-Ni合金在不同配料成分,不同冷却速率和不同系统压力下的微结构相变进行了分子动力学模拟研究.研究结果显示:Cu-Ni之间共价作用强烈,配位数一定时,冷却速率对非晶形成影响不大;5×102 K/ps的冷却速率下,合金中Ni含量低于50%时,压力范围在(0～6 GPa)和(10～11 GPa)时形成非晶,Ni含量高于66.66%时压力范围在(7～11 GPa)时形成非晶,Ni含量在50%-66.66%时,压力除了在9 GPa附近时均可形成非晶,为过渡情形.     

Y形分子系统相变的蒙特卡罗模拟

运用蒙特卡罗方法模拟Y形液晶分子系统的相变,得到从各向同性相至单轴向列相、单轴向列相至双轴向列相的相变, 并给出在分子夹角与温度关系平面内的相图.结果表明,双轴向列相的产生与分子的双轴性有关.由蒙特卡罗模拟得到了Landau点(在该点, 系统直接从各向同性相进入双轴相)温度与分子结构参数, 如夹角、棒长之间的关系,并将其与平均场理论得到的结果进行比较.     

MgSiO3的分子动力学模拟

使用分子动力学模拟ＭｇＳｉＯ３以研究它的相变和超离子态．模拟采用Ｇｏｒｄｏｎ－Ｋｉｍ势和一种新的检测离子运动的技术．这项技术可以清楚地表现Ｏ２－离子的子晶格的熔解和八面体ＳｉＯ６的旋转．研究表明,ＭｇＳｉＯ３必须经历几番相变才能进入立方相．特别是在正交相和立方相之间存在一个过渡相．ＭｇＳｉＯ３确实存在超离子态相和立方相．这个超离子态相存在于熔点之前约２００～７００Ｋ．超离子态起始温度Ｔｃ和晶体熔点温度Ｔｍ的比率Ｔｃ／Ｔｍ～０．９２     

Cu_(59)团簇在升温过程中结构变化的分子动力学研究

应用基于嵌入原子势的分子动力学方法研究了一个Cu59团簇在升温过程中由固态转变为熔体的结构演化过程.根据由原子密度分布函数确定的4个壳层内原子局域结构随温度升高所发生变化的分析表明,在升温过程中由于原子之间连续地交换位置,团簇结构发生了三个阶段的变化.首先在团簇内部形成由13个原子组成的近二十面体结构,继之各壳层内的原子结构逐渐变得无序,并最终形成原子分布于3个壳层内的处于熔融状态的Cu59团簇.     

分子动力学模拟非晶态SrTiO3

采用分子动力学方法,用Moldy软件及PIM(Partial Ionic Model)势函数作为原子间相互作用势,模拟了Sr- TiO3(STO)的熔化过程,将熔化的STO快速冷却到室温以获得非晶态。通过熔化过程中体系内能和体积的突变,确定熔点为2430 K,仅比实验值(2380 K)高50 K,很好的反映了STO的熔化过程;分析了晶态、液态和非晶态时的对关联函数和原子配位数;通过计算速率自相关函数估算了STO的扩散系数,说明STO的熔化发生在2430 K。     

分子动力学模拟在钙基地聚合物研究中的进展

随着材料研究从宏观到微观逐步发展的趋势,分子动力学模拟成为研究材料微观结构的重要手段。基于分子动力模拟在钙基地聚合物的研究,综述了分子动力学的基本理论,详细介绍了分子动力学模拟对钙基地聚合物中C—S—H、N—A—S—H和C—A—S—H凝胶的研究进展。通过模拟得到的数据,同已有的实验数据进行对比,验证了计算机模拟的可操作性。最后,指出当前研究中存在的问题并对下一步的工作进行了展望。     

汔液界面表面张力模拟中的影响因素

用分子动力学模拟方法研究汽液界面性质时，适当选取模拟分子数目和势函数截断半径，既能满足合理的计算时间要求，又减少分子数目效应和势函数截断半径对计算结果的影响，在NVT系综中，以氩原子为对象，对长方形模拟盒中粒中数目为500、864、1372和2048个的汔液平衡系统进行模拟计算，在计算时发现，汔液界面的表达张力值与模拟分子数目有关，模拟分子数目在1000个以上，表面张力值趋于恒定，势函数截断半径Rc=4.5σ，计算结果与实验值吻合较好。